第2章 砂型铸造讲解

第六—

第二章砂型铸造

铸型：铸造生产中使液态金属成为固态铸件的容器。容器的内部称型腔，其轮廓相当于所制铸件的外形。根据铸型特点分：

一次型——砂型、熔模、石膏型、实型铸造（消失模铸造）；

半永久型——泥型、陶瓷型、石墨型铸造；

永久型——金属型、压力、挤压、离心铸造；

根据浇注时金属所承受的压力状态分：重力作用下的铸造和外力作用下的铸造

金属液在常压下完成浇注，称为自由浇注或常压浇注。

金属液在外力作用下实现充填和补缩，如压力铸造、挤压铸造、离心铸造和反重力铸造。

砂型铸造：是利用型（芯）砂制造铸型的铸造方法。

整模造型

分模造型

一、概述

1 缺点、优点：

砂型铸造是铸造生产中最广泛的一种方法，世界各国用砂型铸造生产的铸件占总产量的80-90%。

型砂：将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物所混制成的混合物。

砂型（芯）：型（芯）砂在外力作用下成形并达到一定的紧实度或密度成为砂型（芯）。

2 砂型的种类

湿型：由原砂、粘土、附加物及水按一定比例混碾而成湿型砂；用湿型砂春实，浇注前不烘干的砂型。干型：经过烘干

表面干型：表面仅有一层很薄（15-20mm）的型砂被干燥，其余部分仍然是湿的。

化学自硬砂型：砂型靠型砂自身的化学反应而硬化。

造型：制造砂型的工艺过程。

造芯：制造砂芯的工艺过程。

选择合适的造型（芯）方法和正确的造型（芯）工艺操作，对提高铸件质量、降低成本、提高生产率有极重要的意义。

1 按型（芯）砂粘（固）结机理分类

机械粘结造型（芯）、化学粘结造型（芯）、物理固结造型（芯）

2 按造型（芯）的机械化程度分类

（1）手工造型（芯）

手工造型（芯）是最基本的方法，这种方法适应范围广，不需要复杂设备，而且造型质量一般能够满足工艺要求，所以到目前为止，在单件、小批量生产的铸造车间中，手工造型（芯）仍占很大比重，在航空、航天、航海领域应用广泛。

缺点：劳动强度大、生产率低、铸件质量不易稳定。

模样造型、刮板造型、地坑造型，各种造型方法有不同的特点和应用范围。

c) 地坑造型

（2）机器造型（芯）——用机器完成全部或部分造型工序，称机器造型。

优点：生产率高、质量稳定、劳动强度低。缺点：设备和工艺装备费用较高、生产准备时间长、一般适用于一个分型面的两箱造型。

机器造型（芯）主要适用于黑色金属铸件的大批量生产。

三、砂型铸造的工艺流程

上次课程回顾和第一章内容回顾：第五节冷铁设计

一、冷铁的作用

二、冷铁材料的选择

三、外冷铁

四、内冷铁

问题：

1 冷铁在铸件凝固收缩过程中起什么作用？

2 如何根据不同的目的来确定冷铁的放置位置？

问题：

1 冷铁在铸件凝固收缩过程中起什么作用？

（1）控制铸件的凝固次序

与浇注系统和冒口配合使用，控制铸件凝固过程。

1）形成顺序凝固的凝固次序；

2）改变铸件的凝固次序，使之形成顺序凝固；

3）增大凝固过程的温度梯度，使凝固次序更加明显；

4）加速铸件局部厚大部位的凝固速度。

（2）加速铸件的凝固速度，细化晶粒组织，提高铸件的力学性能

（3）用来划分冒口的补缩区域，控制和扩大冒口的补缩范围，提高冒口的补缩效率

2 如何根据不同的目的来确定冷铁的放置位置？

确定冷铁在铸型中的位置，主要取决于要求冷铁所起作用以及铸件的结构、形状，同时还需要考虑冒口和浇注系统的位置。

依据冷铁作用的分析，一般将冷铁放在铸型下部，或者放在热节部位或热节附近；

依据铸件结构分析，一般将冷铁放在不易安放冒口的厚大部位；

依据冷铁与冒口配合使用，放置冷铁的位置与冒口应有一定的距离；

依据浇注系统及引入位置对冷铁作用的影响，采用底注式浇注系统时，一般均在铸件底部放置冷铁。

第一章内容回顾

第一章 液态金属成形（铸造）过程及控制

第一节 液态金属充型过程的水力学特性及流动情况

一、液态金属充型流动过程的水力学特性

二、液态金属在浇注系统中的流动情况

三 金属熔体过滤器及浇注系统

第二节 浇注系统设计

一、浇注系统的类型及应用

浇注系统类型的选择是正确设计浇注系统的重要问题之一。

1 按浇注系统各单元断面积比例分类

2 按液态金属导入铸件型腔的位置分类

二、浇注系统尺寸设计

在浇注系统的类型和引入位置确定以后，就可以进一步确定浇注系统各基本单元的尺寸和结构。

按水力学近似公式或经验公式计算浇注系统的最小截面积，再根据铸件的结构特点、几何形状等确定浇道比，最后确定各单元的尺寸和结构。

伯努利方程---奥赞公式

均阻2gH m/S ρμτ=

三、几种合金浇注系统设计的特点

第三节 液态金属凝固收缩过程的工艺分析

一、液态金属凝固过程的收缩

%100)(%10000

0⨯-=⨯-=L L L L t t v V V V v αε 二、铸钢件中的缩孔和缩松

1 缩孔形成机理

2 缩松形成的机理

第四节冒口设计

一、冒口的作用和种类

1 冒口的作用

2 对冒口的要求

3 冒口的种类和形状

二、冒口的补缩原理

1 冒口的有效补缩距离

2 工艺补贴的应用

3 冒口位置的确定

三、通用冒口的设计

四、实用冒口的设计

五、提高通用冒口补缩效率的措施和特种冒口第五节冷铁设计

一、冷铁的作用

二、冷铁材料的选择

三、外冷铁

四、内冷铁